我國教育領(lǐng)域云計算研究熱點及發(fā)展脈絡(luò)分析

潘瑋，李沖沖，陳興智，楊樞

(蚌埠醫(yī)學院 衛(wèi)生管理系，安徽 蚌埠 233030)

0 引言

教育信息化突出數(shù)字化、多媒體化和網(wǎng)絡(luò)化，是教育現(xiàn)代化的重點和核心內(nèi)容[1].教育信息化變革了傳統(tǒng)的教學手段，豐富了教育信息資源，大大提高了教學質(zhì)量.云計算是信息技術(shù)在教育領(lǐng)域中的重要應用[2].云計算是分布式計算、網(wǎng)格計算和虛擬化等多種技術(shù)融合而成的基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算服務(wù)模式.在該模式下，用戶以按需付費的方式隨時隨地獲得“云”提供的網(wǎng)絡(luò)資源、計算服務(wù)和數(shù)據(jù)存貯，而無需自己購買基礎(chǔ)硬件、操作系統(tǒng)和軟件.自2008年上海師范大學黎加厚教授論述了云計算對教育信息化的影響，并展望了云計算在教育領(lǐng)域的應用前景之后[3]，云計算在教育領(lǐng)域的應用研究方興未艾，取得了大量的研究成果.為了擴展研究思路，進一步深化云計算應用于教育領(lǐng)域的理論與實踐研究，首先需要從整體上對已有研究的研究現(xiàn)狀和發(fā)展脈絡(luò)進行全面的總結(jié)和梳理.但是對于全面闡述云計算應用于教育領(lǐng)域的研究熱點及系統(tǒng)梳理領(lǐng)域發(fā)展脈絡(luò)的研究偏少.本研究基于共詞分析方法對云計算應用于教育領(lǐng)域的相關(guān)文獻進行分析，以識別該領(lǐng)域的研究熱點，梳理該領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò).

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

研究以CNKI期刊數(shù)據(jù)庫和學位論文數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，其中期刊數(shù)據(jù)庫的論文來源限定為CSSCI.兩數(shù)據(jù)庫的文獻分類目錄限定為社會科學Ⅱ輯下的教育理論與教育管理、學前教育、初等教育、中等教育、高等教育、職業(yè)教育和成人教育與特殊教育，檢索時間限定為2008年1月1日-2017年8月15日.研究以“云計算”、“云環(huán)境”、“云平臺”、“云服務(wù)”、“云技術(shù)”和“云模式”為檢索詞進行主題檢索，共獲得文獻561篇，其中期刊文獻311篇，博碩士論文250篇.通過人工篩選將會議通知、編者按、廣告、書評及征求意見稿等非研究類文獻剔除，最終獲得研究樣本文獻544篇.將樣本文獻的題錄信息以EndNote格式從CNKI數(shù)據(jù)庫中導出，存儲于.txt文件中供進一步分析.

1.2 數(shù)據(jù)清洗

對樣本數(shù)據(jù)題錄信息中的關(guān)鍵詞進行清洗[4].包括①整合不一致關(guān)鍵詞，如將“MOOC”、“慕課”及“MOOCs”等同義詞統(tǒng)一整合為“MOOC”.②補充缺失關(guān)鍵詞，即根據(jù)文獻內(nèi)容和關(guān)鍵詞的語義關(guān)系添加適當?shù)年P(guān)鍵詞，如一篇文獻的某關(guān)鍵詞為“高等教育信息化”，根據(jù)文獻內(nèi)容補充該關(guān)鍵詞的兩個上位詞即“高等教育”和“教育信息化”為關(guān)鍵詞，這樣做的目的一方面能夠減少共詞網(wǎng)絡(luò)中的孤立節(jié)點，提高聚類的準確性；另一方面對關(guān)鍵詞進行了規(guī)范，能夠提高研究熱點識別的準確性.

1.3 研究方法和工具

研究以共詞分析法為基礎(chǔ)，通過知識圖譜分析[5]，對云計算在教育應用于教育領(lǐng)域的研究熱點和發(fā)展脈絡(luò)進行識別和梳理.共詞分析法的基本思想是：當兩個濃縮科學研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)在同一篇文獻中時，表明兩個關(guān)鍵詞之間存在某種內(nèi)在聯(lián)系，且兩個關(guān)鍵詞在不同文獻中共同出現(xiàn)的頻次越高，說明其內(nèi)在聯(lián)系越緊密，因此通過分析文獻集中關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)的情況，能夠確定文獻集所代表研究主題之間的關(guān)聯(lián).在共詞分析的基礎(chǔ)上，一方面運用社會網(wǎng)絡(luò)分析中的凝聚子群分析，依據(jù)關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)頻次將各關(guān)鍵詞進行歸類，使得相同類別內(nèi)關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)程度最高，且不同類別之間關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)程度最低，通過進一步分析各類別內(nèi)關(guān)鍵詞之間的關(guān)系歸納出整個研究領(lǐng)域的研究熱點；另一方面通過描述各類別關(guān)鍵詞的時間分布可以梳理出整個研究領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò).研究使用的研究工具包括文獻題錄信息統(tǒng)計軟SATI 3.2，社會網(wǎng)絡(luò)分析軟件Ucinet 6.0和數(shù)據(jù)分析可視化軟件Citespace Ⅲ.

2 研究結(jié)果

2.1 篩選高頻關(guān)鍵詞

將數(shù)據(jù)清洗后的以EndNote格式保存的.txt文件導入SATI 3.2軟件，抽取關(guān)鍵詞字段并對其進行詞頻統(tǒng)計，共得到1399個關(guān)鍵詞.根據(jù)普賴斯計算公式 確定高頻關(guān)鍵詞閾值，其中M為高頻關(guān)鍵詞閾值，Nmax為樣本數(shù)據(jù)中文獻的最高被引次數(shù).本研究樣本數(shù)據(jù)中Nmax=148，代入公式得M=9，因此選擇詞頻≥9次的40個關(guān)鍵詞為高頻關(guān)鍵詞，研究列出頻次排名前20位的高頻關(guān)鍵詞如表1所示.

2.2 構(gòu)造高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣

關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣是進行關(guān)鍵詞社會網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)，運用SATI 3.2軟件構(gòu)造高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣，以Excel文件保存，部分如表2所示.在關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣中，行與列交叉的數(shù)據(jù)表示兩關(guān)鍵詞的共現(xiàn)次數(shù)，矩陣對角線上的值為關(guān)鍵詞與自身的共現(xiàn)次數(shù)，即高頻關(guān)鍵詞的頻次.

2.3 構(gòu)造高頻關(guān)鍵詞社會網(wǎng)絡(luò)

為去除高頻關(guān)鍵詞與自身之間的聯(lián)系，將共現(xiàn)矩陣對角線上的值統(tǒng)一改為“0”后導入Ucinet 6.0軟件，構(gòu)造高頻關(guān)鍵詞社會網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示.在圖1中，節(jié)點表示高頻關(guān)鍵詞，節(jié)點之間的連線表示高頻關(guān)鍵詞間的共現(xiàn)關(guān)系，節(jié)點的大小與高頻關(guān)鍵詞的頻次成正比，連線的粗細與關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)次數(shù)共成正比.由圖1可知，研究篩選的40個高頻關(guān)鍵詞均展現(xiàn)在社會網(wǎng)絡(luò)中，沒有孤立節(jié)點，說明每個高頻關(guān)鍵詞至少與其余關(guān)鍵詞中的一個存在共現(xiàn)關(guān)系，可見該研究領(lǐng)域從整體上看聯(lián)系較為緊密.社會網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的大小及節(jié)點之間連線的粗細不同，說明各在整個研究領(lǐng)域中各關(guān)鍵詞的地位，及各關(guān)鍵詞間的親疏關(guān)鍵各不相同.

表1 教育領(lǐng)域云計算研究高頻關(guān)鍵詞(部分)

表2 教育領(lǐng)域云計算研究高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)矩陣(部分)

圖1 教育領(lǐng)域云計算研究高頻關(guān)鍵詞社會網(wǎng)絡(luò)

2.4 高頻關(guān)鍵詞聚類

運用Ucinet 6.0軟件對高頻關(guān)鍵詞社會網(wǎng)絡(luò)進行凝聚子群分析，對各高頻關(guān)鍵詞進行歸類，每一類代表整個研究領(lǐng)域的一個研究熱點.凝聚子群分析采用Factions派系算法，通過計算子群密度矩陣將社會網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點進行聚類，子群關(guān)系密度值能夠反應聚類效果：子群內(nèi)部的關(guān)系密度值比子群之間的關(guān)系密度值越大，說明聚類效果越好.經(jīng)過重復調(diào)試研究發(fā)現(xiàn)將高頻關(guān)鍵詞分為五個子群聚類效果最好.子群密度矩陣如表3所示，聚類結(jié)果如表4所示.

表3 子群密度矩陣

表4 高頻關(guān)鍵詞聚類

2.5 高頻關(guān)鍵詞的時間分布

運用Citespace Ⅲ軟件對高頻關(guān)鍵詞的時間分布進行描述，如圖2所示.在圖2中圓點表示高頻關(guān)鍵詞，圓點的大小與高頻關(guān)鍵詞的頻次成正比，圓點的位置表示高頻關(guān)鍵詞第一次出現(xiàn)的年份，圓點之間的連線表示高頻關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系.由圖2可知教育領(lǐng)域云計算研究高頻關(guān)鍵詞最早出現(xiàn)于2008年，多集中于2009年至2012年間，截至2015年所有高頻關(guān)鍵詞均已出現(xiàn).

3 教育領(lǐng)域云計算研究熱點分析

由表4可知教育領(lǐng)域云計算的研究熱點包括以下五個：

3.1 云計算輔助教學的技術(shù)支撐與應用

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)教育方式悄然改變，在云計算的基礎(chǔ)上，運用云計算網(wǎng)絡(luò)輔助教學平臺構(gòu)建全新的教學思路，對我國高?，F(xiàn)代化事業(yè)的發(fā)展和進步起到了巨大的促進作用[6].云計算輔助學習是指教育機構(gòu)利用云服務(wù)實現(xiàn)個性化教學，具體表現(xiàn)為教師的有效教學和學生的主動學習.云計算技術(shù)跨平臺的特點能夠為各類終端提供服務(wù)，打破了傳統(tǒng)高校的數(shù)字課程資源必須局限于某一特定平臺的限制，使課程資源共享成為可能，從根本上解決了高校優(yōu)質(zhì)課程資源配置不平衡的問題.尤其對于珍貴的課程資源和教學經(jīng)驗，真正做到了按需分配，使學習者可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)訪問平臺上的相關(guān)資源，解決了高等教育信息孤島的問題.云服務(wù)和信息技術(shù)是云計算輔助教學的技術(shù)支撐，決定著教學的效率和效果，其中谷歌公司為云計算輔助教學提供了重要的服務(wù)平臺.協(xié)作學習和混合式學習是云計算輔助教學的重要應用模式.基于云計算輔助教學的混合式學習及協(xié)作學習均是現(xiàn)代信息技術(shù)環(huán)境下教學模式的改革與創(chuàng)新，云計算輔助教學通過平臺即服務(wù)(PaaS)為混合式學習的線上學習資源提供存儲服務(wù)，為協(xié)作學習提供信息獲取、交流和反饋等功能[7]，而無論是學習資源的存儲還是信息的獲取、交流和反饋實質(zhì)上都屬于云計算輔助教學的知識管理功能.

圖2 教育領(lǐng)域云計算研究高頻關(guān)鍵詞時間分布

3.2 云學習過程中的資源管理

互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)字資源雖然處于爆炸式的增長中，但其地域分布不平衡，資源與平臺之間兼容性差等特點使行原有的數(shù)字教學框架不能滿足當下多元的、需要知識共建及知識共享的需求，云計算最大的作用之一就在對于資源、信息的整合處理，之后再將其進行共享.在云計算的架構(gòu)下，各個學校、平臺可以根據(jù)自身的學科、專業(yè)優(yōu)勢，進行聯(lián)合教育資源的開發(fā)，模塊化設(shè)計.形成統(tǒng)一、優(yōu)質(zhì)的精品課程庫、課件庫、教學案例庫、教學音視頻庫等等.對于現(xiàn)有資源，可以通過云計算平臺對資源進行有效整合，形成較大規(guī)模的資源儲存庫，統(tǒng)一為用戶輸出優(yōu)質(zhì)資源[8].云學習是一種利用云計算服務(wù)的以學習者為中心，以協(xié)作為形式，以資源為核心的學習模式.實現(xiàn)學習者的智慧學習和自主學習是云學習的重要目標，云學習架構(gòu)對多學習場景和多學習風格的支持為實現(xiàn)智慧學習和自主學習提供了技術(shù)支持和智能導航[9].在云學習的過程中實現(xiàn)有效的資源管理是決定云學習效率效果的關(guān)鍵因素.圍繞云學習過程中資源管理這一主題，對如何開發(fā)新的工具如電子書包實現(xiàn)云學習過程中的資源管理，如何實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代云學習有效的資源管理，如何使云學習過程中需要的教育資源更好的數(shù)字化等問題進行了擴展研究.

3.3 基于云技術(shù)的移動學習模式

移動學習是指學習者在非預先設(shè)置的位置發(fā)生的學習，或利用移動技術(shù)發(fā)生的學習.云技術(shù)提供的云服務(wù)器存儲服務(wù)和資源傳輸功能，降低了移動學習終端的硬件要求并實現(xiàn)了用戶資源的共享，從而解決了制約移動學習發(fā)展的終端設(shè)備限制和學習資源稀缺問題，為移動學習提供了一種新的模式.作為高校教育信息化改革與實踐的重要組成部分，基于云技術(shù)的移動學習模式憑借自身的諸多優(yōu)勢成為高校課程信息化改革實踐的重要應用領(lǐng)域.而面對著移動互聯(lián)時代學生更容易受多元思潮影響導致思想不穩(wěn)定以及“手機控”沖擊課堂教學的重災區(qū)，主動將基于云技術(shù)的移動學習模式引入思想政治教育課以代替被動沖擊成為高校思想政治教育提高教學效果、做好輿情監(jiān)管的重要手段[10].

3.4 基于云平臺的網(wǎng)絡(luò)學習研究

利用云平臺開展網(wǎng)絡(luò)學習一方面能夠運用云計算彈性擴展的特性動態(tài)分配教育資源，一方面可以利用云存儲為網(wǎng)絡(luò)學習提供豐富的學習資源[11].因此基于云環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)學習解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)學習中負載大、成本高和管理難的問題，為網(wǎng)絡(luò)學習的發(fā)展提供了新的思路和解決方案.圍繞這一研究主題，對如何借助“互聯(lián)網(wǎng)+”深化教育信息化水平，如何利用教育云開展更有效的遠程教育，如何在虛擬化的網(wǎng)絡(luò)學習空間中有合理有效的管理和分配教育資源等問題進行了擴展研究.

3.5 基于云服務(wù)的智慧教育研究

智慧教育是指信息技術(shù)支持下的，為發(fā)展學生智慧能力的教育.依靠云服務(wù)智慧教育能夠?qū)崿F(xiàn)其開放的、泛在的、按需分配的教育理念.智慧教育是繼電化教育和數(shù)字化教育之后教育發(fā)展的新階段，其中翻轉(zhuǎn)課堂是智慧教育的教育理念，MOOC、微課、網(wǎng)絡(luò)課程是智慧教育的教學模式，智慧校園是開展智慧教育的物質(zhì)載體，基于智慧教育理念的教學設(shè)計是實現(xiàn)智慧教育的重要手段，這些教育理念、教學模式、教育載體和教育手段的變化是智慧教育的實質(zhì)與核心，共同構(gòu)成了智慧教育的結(jié)構(gòu)體系和生態(tài)系統(tǒng)[12].

4 教育領(lǐng)域云計算研究發(fā)展脈絡(luò)分析

由圖2可知2008年-2017年十年間，我國教育領(lǐng)域云計算研究的發(fā)展大致可以劃分為以下三個階段：

4.1 理論奠基階段(2009-2010年)

以“教育云”、“云計算輔助教學”、“云學習”和“虛擬化”等高頻關(guān)鍵詞為代表，有關(guān)云計算應用于教育領(lǐng)域的具體概念及理論相繼出現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上對于云計算在“遠程教育”、“移動學習”、“網(wǎng)絡(luò)學習”和“協(xié)作學習”中的具體應用模式和問題解決機理進行了理論探索.這一階段的特點是有關(guān)教育領(lǐng)域云計算的概念、機理、模式及應用領(lǐng)域的關(guān)鍵詞大量涌現(xiàn)，為云計算在教育領(lǐng)域中的具體應用的實踐奠定了理論基礎(chǔ)，并初步確定了應用場景.

4.2 技術(shù)應用階段(2011-2012年)

以2011年“云平臺”、“云技術(shù)”和“數(shù)字化”等高頻關(guān)鍵詞的出現(xiàn)為標志，可以認為教育領(lǐng)域云計算研究進入技術(shù)應用階段.該階段以云平臺的構(gòu)建為核心對教育資源包括硬件和軟件進行整合和連接.2012年“智慧校園”和“智慧教育”等高頻關(guān)鍵詞的涌現(xiàn)代表了云計算在教育領(lǐng)域中的應用進入了實質(zhì)性階段.

4.3 情景擴展階段(2013-2015年)

隨著教育領(lǐng)域新理念和新事物的涌現(xiàn)，教育領(lǐng)域云計算的研究與這些新事物和新理論不斷的融合，使教育領(lǐng)域云計算的應用情景不斷的擴展.具有代表性例子包括隨著“大數(shù)據(jù)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”理念的興起，2013年和2015年教育領(lǐng)域云計算研究分別開始在大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境探索其相應的應用機理和模式；隨著“微課”、“MOOC”等新事物的出現(xiàn)，2013年和2014年教育領(lǐng)域云計算研究分別開始尋求針對微課和MOOC的切入點進行相關(guān)研究，由此可以預見當教育領(lǐng)域再有新理念和新事物涌現(xiàn)后，教育領(lǐng)域云計算的研究仍會與其相結(jié)合，使自身的研究情景不斷擴展.